Свойство информации. Организация информационных систем

1. Схема процесса синтеза информации и свойство информации с позиции теории диссипативных структур.

2. Информационный обмен и организация информационных систем с позиции теории диссипативных структур.

3. Теория функциональных систем Анохина, как отражение виталистического подхода к определению сущности информационных процессов и организации информационных систем.

1. Схема процесса синтеза информации и свойство информации с позиции теории диссипативных структур.

С позиции теории диссипативных структур информация в природе возникает самопроизвольно, исключительно в силу действия случайных факторов.

Случайность рассматривается как первооснова понятия информации. Самопроизвольность процесса означает, что он подчиняется второму закону термодинамики. При этом существование начальной случайности гарантируется хаосом, обусловленным ростом энтропии. Хаос изначально содержит в себе ограничения для элементов системы, эти ограничения задают условия, влияющие на действие случайных выборок и могут либо способствовать синтезу информации, либо замедлять его. Однако не всякое действие случайных факторов приводит к синтезу информации. Информация образуется только тогда, когда случайный выбор запоминается. Запоминание предполагает возможность повторения или воспроизведения запомненного. В физике процессы и состояния, которые можно воспроизвести неоднократно называют устойчивыми. Это даёт основание использовать для анализа запомненных состояний критерий устойчивости Ляпунова. В числе основных свойств информации теории диссипативных структур выделяет рецептивность, ценность, новизну, незаменимость и иерархичность. Информация может существовать только в зафиксированном состоянии. Рецептивность есть такая форма представления информации, при которой она может быть воспринята системой и зафиксирована ею. Признаком того, что информация принята системой является изменение в ней условий для действия случайностей. Ценность информации с одной стороны определяется, как запас устойчивости, который создаёт рецепция информации. Чем больше запас устойчивости, тем более ценная информация соответствует ему. С другой стороны для определения ценности информации вводится категория цели. Чем в большей мере информация помогает достижению цели, тем более ценной она считается. Категория цели позволяет ввести количественную меру ценности информации:

1. Если цель наверняка достижима, то ценность определяется по уменьшению материальных или временных затрат, достигаемых благодаря использованию информации.

2. Если достижение цели необязательно, но вероятно, то используется один из следующих критериев:

А) Критерий Бонгарда и Аркевича V=log₂P/p (1.15), где V это ценность информации, р – вероятность достижения цели до получения информации, Р - вероятность достижения цели после получения информации.

Б) Критерий Хороводина V=(P-p)/(1-P) (1.16)

Использования для измерения ценности информации категорий цели предполагает, что ценность информации субъективна.

В) Критерий ценности информации лежит в основе понятия новизны информации. Степень новизны это общее свойство, которое универсально отличает ценную для наблюдателя информацию от несущественной. При прочих равных условиях новые события информационно важнее для наблюдателя, чем привычные. В качестве меры новизны информации j-того типа используется величина

R_j=log₂ω_j(x,t) (1.17),

где ω_j есть вероятность застать элемент j-того типа в точке х пространства в момент времени t.

Свойство незаменимости информации вводится в связи определением ценности. Незаменимость информации есть ширина области устойчивости при запоминании, представленная в виде функции от определяющих переменных и параметров задачи. Чем шире область устойчивости при синтезе информации, тем в большем числе процессов состояний объектов существенны изменения условий, вызванные рецепцией данной информации.

Иерархичность. Информации организованная в виде иерархической структуры. Это связано с тем, что синтез информации содержит в себе запоминание результата, поэтому он приводит к двум информационным подсистемам, у которых времена релаксации отличаются на много порядков величины. Долгоживущая подсистема есть запомненные объекты. Подсистема с малыми временами релаксации, возникает при взаимодействии этих объектов между собой и с окружающей средой. Тогда для N-ой ступени иерархии объектов и процессов меру количества информации или энтропию, отвечающую указанной ступени можно записать в виде следующего ряда 1.18 в котором каждый последующий член ряда описывает энтропию при новых признаках и условиях по отношению к предыдущим членам ряда, а S₀ есть информация принятая за начало отсчёта для данной постановки задачи.

S_n=S₀+S_1/0+…+S_{k/0,1….(n-1)}+…+S_{n/0,1…..(n-1)} (1.18)

Рис. Уменьшение количества информации в процессе эволюции.

Члены ряда 1.18 убывают приближённо экспоненциально, так как условия на каждой новой ступени иерархии k относятся к признакам предыдущей k-1 ступени иерархии, то есть уменьшают количество информации пропорционально их предыдущему количеству. Убывает и разность дельтаS_k, что позволяет объяснить парадокс кажущегося порядка или что тоже самое кажущегося уменьшения энтропии по мере эволюции вселенной.